河北省科技支撑计划项目(12226605)
- 作品数：6 被引量：115H指数：5
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- 相关机构：河北农业大学更多>>
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- 相关领域：农业科学环境科学与工程更多>>
- 解淀粉芽孢杆菌MN-8对玉米秸秆木质纤维素的降解被引量：46
- 2015年
- 微生物降解木质纤维素既是生物质资源化利用中的关键问题,也是亟需解决的难点问题.本文在前期获得木质素降解菌——解淀粉芽孢杆菌MN-8菌株的基础上,进一步研究该菌株对玉米秸秆木质纤维素的降解作用.研究利用玉米秸秆粉-MSM培养基对MN-8菌株进行固态发酵,监测发酵过程中木质纤维素酶活力和木质纤维素含量变化情况,并通过傅立叶红外光谱（FTIR）和气质联用色谱（GC/MS）对木质纤维素的降解情况及产物进行分析.结果表明：解淀粉芽孢杆菌MN-8菌株可产生木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、纤维素酶和半纤维素酶等木质纤维素降解酶,在发酵10~16 d陆续达到酶活力峰值,最高酶活力分别为55.0、16.7、45.4和60.5 U·g-1.发酵24 d后,玉米秸秆中木质素、纤维素和半纤维素的降解率可分别达到42.9%、40.6%和27.1%.FTIR光谱数据表明,玉米秸秆发酵后木质素、纤维素和半纤维素的特征吸收峰强度均有一定程度的下降,表明木质纤维素被部分降解.GC/MS分析结果也证实,解淀粉芽孢杆菌MN-8能有效降解秸秆木质纤维素.MN-8菌株可断裂玉米秸秆木质素单体之间的连接键β-O-4,将秸秆木质素解聚为苯丙胺、苯丙酮和苯丙酸等保留木质素苯丙烷结构的单体化合物,并将部分单体化合物进一步氧化为Cα羰基化合物,如2-氨基-1-苯丙酮和紫丁香基苯乙酮等.在对纤维素和半纤维素降解产物的GC/MS分析中发现,降解产物包含葡萄糖、甘露糖和半乳糖等多种单糖化合物以及甲酸、乙酸、丙酸、1,1-乙二醇和3-羟基丁酸等代谢产物.表明解淀粉芽孢杆菌MN-8对秸秆木质纤维素表现出强降解作用,且该作用依赖于菌株产木质纤维素降解酶的能力.
- 李红亚李术娜王树香王全薛茵茵朱宝成
- 关键词：芽孢杆菌玉米秸秆木质纤维素生物降解
- 解淀粉芽孢杆菌复合菌剂对玉米秸秆的降解作用及表征被引量：22
- 2017年
- 为获得能提高秸秆饲草品质的微生物发酵菌剂,本研究在前期获得2株具有木质素和纤维素降解能力的解淀粉芽孢杆菌菌株的基础上,将两者混配成复合菌剂,考察复合菌剂对玉米秸秆的降解作用,并通过傅立叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1 H-NMR)、扫描电镜(SEM)及气质联用色谱(GC/MS)等技术对玉米秸秆的微观结构及降解产物进行表征。研究发现,复合菌剂可以有效降解玉米秸秆中的木质纤维素。在发酵24d时,玉米秸秆中木质素、纤维素和半纤维素的降解率分别达到48.4%,30.5%和41.4%。FTIR和1 H-NMR谱图中能观察到木质纤维素分子结构中主要连接共价键,如木质素单体间的β-O-4和β-β键、木质素与碳水化合物连接键以及碳水化合物中糖环内的价键等明显断裂,木质纤维素被部分降解;SEM扫描电镜图则显示发酵后秸秆的组织结构出现松散和破坏。发酵后秸秆中小分子物质的GC/MS分析结果显示,其中包含苯丙胺和苯丙酸等保留苯丙烷结构单元的木质素单体衍生物以及苄醇和苯甲酸酯类等木质素单体被进一步降解后的芳香族化合物。玉米秸秆中碳水化合物的GC/MS分析结果表明:复合菌剂可将玉米秸秆中的结构性多糖等大分子碳水化合物降解成葡萄糖、木糖、甘露糖及乳糖等还原性单糖。并利用这些还原性单糖生长代谢,进一步产生乙二醇、丙三醇及短链脂肪酸类等代谢产物。以上研究结果表明,解淀粉芽孢杆菌复合菌剂可有效降解玉米秸秆中的木质纤维素,在玉米秸秆饲草化利用中极具应用前景。
- 李红亚李文李术娜王树香李猛田苗苗朱宝成
- 关键词：解淀粉芽孢杆菌复合菌剂玉米秸秆降解
- 益生芽孢杆菌脂肽类抑菌成分的高效液相色谱-电喷雾串联质谱分析被引量：7
- 2017年
- 本文旨在探明一株具有益生潜质的枯草芽孢杆菌N2-10对肠道菌的抗菌作用及其活性成分,为深入评价该菌株的益生功能和益生机理奠定基础。以常见的肠道致病菌和有益菌为指示菌,采用抑菌圈法对该菌株发酵液成分的抑菌活性进行测定,并通过高效液相色谱-电喷雾串联质谱(HPLC-ESI-MS/MS)对其中的活性成分进行分析。结果表明:枯草芽孢杆菌N2-10发酵液的氯仿和正丁醇提取液对供试菌无明显的抑制作用;脂肽类对大肠杆菌、痢疾杆菌和沙门氏菌等肠道致病菌表现出明显的抑菌作用,而对肠道有益菌保加利亚乳杆菌抑制作用很弱,对嗜热链球菌则无抑制作用。脂肽粗提物的HPLC-ESI-MS/MS分析结果显示,脂肽粗提物中的脂肽类抗生素为伊枯草素家族中的C14~C17抗霉枯草菌素(Mycosubtilin)的同系物。因此推断,枯草芽孢杆菌N_2-10对肠道致病菌产生抑制作用依赖于其产生的脂肽抗生素Mycosubtilin。
- 李红亚李术娜王树香王全李文朱宝成
- 关键词：枯草芽孢杆菌抑菌作用
- 产芽孢木质素降解菌MN-8的筛选及其对木质素的降解被引量：34
- 2014年
- 【目的】分离、筛选产芽孢的高效木质素降解细菌,并进一步研究其对木质素的降解作用,为木质素微生物降解规模化应用提供理论依据。【方法】采用苯胺蓝(Azure-B)变色圈法,结合木质素降解酶活力测定从牛粪中分离筛选出产芽孢的木质素降解菌。通过形态特征观察、生理生化试验、16S rDNA以及gyrB序列分析对其中活性最强的菌株进行种属鉴定。利用菌株进行玉米秸秆堆积发酵,监测发酵过程中木质素过氧化物酶(LiP)酶活力、锰过氧化酶(MnP)酶活力以及玉米秸秆中木质素含量的变化,考察菌株对玉米秸秆木质素的降解作用。利用气相色谱-质谱联用(GC/MS)方法对菌株发酵后玉米秸秆中的木质素降解产物进行分析,推测菌株对木质素的降解机制。【结果】分离筛选到一株活性较高的产芽孢的木质素降解细菌MN-8,经形态特征观察、生理生化试验以及16S rDNA序列分析,鉴定菌株MN-8属于芽孢杆菌属(Bacillus)。利用16S rDNA序列分析发现MN-8菌株与地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)和解淀粉芽孢杆菌(B.amyloliquefaciens)同源性均高于99%。而基于gyrB序列构建的系统发育树显示,该菌株与解淀粉芽孢杆菌同源性最高,为99%。因此确定MN-8菌株为解淀粉芽孢杆菌。在玉米秸秆堆积发酵16 d后木质素降解率可达24%;发酵的6—8 d及10—12 d两个阶段内,分别出现MnP酶活力及LiP的产酶高峰期,相对应两个阶段内秸秆木质素的降解最为显著;GC/MS分析显示菌株MN-8可将玉米秸秆中木质素降解成4-羟基-3,5二甲氧基苯乙酮等芳香族类化合物及短链脂肪酸类等小分子物质。【结论】高效木质素降解菌解淀粉芽孢杆菌MN-8可以通过断裂木质素单体之间的连接键β-O-4,高效降解秸秆木质素成为小分子芳香族化合物等物质,且其对秸秆木质素的降解依赖于LiP及MnP的产生。
- 李红亚李术娜王树香王全朱宝成
- 关键词：木质素降解芽孢杆菌降解特性
- 玉米秸秆苞叶与茎皮中磨木木质素和木素-碳水化合物复合体的傅里叶红外光谱分析被引量：5
- 2020年
- 通过傅立叶红外光谱(FT-IR)对玉米秸秆苞叶和茎皮中的磨木木质素(MWL)和木素-碳水化合物复合体(LCC)的结构进行表征,明确玉米秸秆不同部位木质纤维素的结构。采用改良的Bjorkman方法,分别从玉米秸秆苞叶与茎皮部位提取分离到MWL和LCC,并通过FT-IR对其结构进行表征和分析。结果表明,两个部位中的MWL组成明显不同,茎皮木质素中的苯丙烷侧链上的支链结构以及苯环结构比重均高于苞叶木质素,而羟基、甲基和共轭羰基结构低于苞叶木质素。茎皮木质素结构中以紫丁香基结构单元为主,而苞叶木质素中主要以愈创木基结构单元为主。两个部位的LCC结构存在差异,苞叶LCC中的羟基含量高于茎皮LCC,甲基、亚甲基含量较茎皮LCC低;茎皮LCC中木质素与半纤维素连接强度明显高于苞叶LCC,因此可推断,茎皮中木质素与纤维素的分离难度大于苞叶。
- 李猛张亚茹高梦亚李术娜王树香李明李红亚
- 关键词：玉米秸秆木素-碳水化合物复合体
